La imagen digital
Omar E. Barrantes Sotela
Escuela de Ciencias Geográficas
Las imágenes digitales
Son una representación bidimensional de una imagen a partir de una matriz numérica, frecuentemente en binario (unos y ceros). Dependiendo de si la resolución de la imagen es estática o dinámica, puede tratarse de una imagen matricial (o mapa de bits) o de un gráfico vectorial.
El Pixel
Es la unidad más pequeña de una imagen.
- Una imagen digital se compone de una matriz bidimensional de elementos de imagen individuales, llamados píxeles, dispuestos en columnas en filas.
- Cada píxel representa un área en la superficie de la Tierra.
- Un píxel tiene un valor de intensidad y una dirección de ubicación en la imagen 2D.
- La resolución espacial se define por el tamaño de un píxel.
Estructura de una imagen digital
Estructura de una imagen digital
La información de las imágenes
Para un correcta uso e interpretación de las imágenes es necesario conocer sus principales características. Es necesario por lo menos conocer la siguiente información (Chuvieco-Salinero 2008):
Datos de la imágen
Fecha de adquisición: Es fundamental para realizar las preguntas adecuadas (ciclo fenológico, crecimiento, cambios, etc.)
Coordenadas del centro de la imagen.
Coordenadas del punto nadir (punto de intersección entre la superficie terrestre y una perpendicular desde el centro de adquisición.)
Sensores y bandas.
Ángulos solares: Indican las condiciones iluminación y sectores de sombra (relación relieve-iluminación).
Ángulo acimutal, medido desde el norte geográfico y en sentido de las manecillas del reloj.
Datos del procesado. Incluye esquema de datos del sensor.
Agencia y proyecto.
Código de identificación de la escena. (LC08_L1TP_016053_20201227_20201227_01_RT)
Marcas fiduciarias (caso de imágenes análogas).
Los metadatos
La mayoría de la información de una imagen se indica en los metadatos. Por lo general son un archivo de texto en formatos .txt, .dat, .inf, .xml, etc.
Los metadatos están organizados mediante un esquema específico a cada formato de imagen.
Estándar de los metadatos en Costa Rica
Para Costa Rica están los lineamientos para la producción, publicación y estandarización de la información geoespacial, mediante:
- el Catálogo de objetos geográficos para datos fundamentales y
- la Norma técnica sobre el Perfil oficial de metadatos geográficos.
Los cuales se basan en las normas ISO 19110, 19115 y 19126.
Formatos de imágenes digitales
A continuación se muestran los principales formatos de imágenes digitales:
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La escritura de la imagen
Se necesita información adicional para interpretar los datos de la imagen, como el número de filas, columnas y bandas, si hay un mapa en color, y la latitud y la longitud para relacionar la imagen con las ubicaciones geoespaciales.
Nota
Esta información se puede proporcionar en un encabezado de archivo (típico en las cintas heredadas que se usaron originalmente para almacenar datos de imágenes satelitales) o en un archivo complementario.
Formatos de encabezados
Existen diferentes tipos de formatos para almacenar las fotografías aéreas, las imágenes satelitales y los datos espectrales.
- Band Interleaved by Line (BIL): permite un acceso bastante fácil a la información espacial y espectral, lo que lo convierte en un formato ráster común compatible con muchos sistemas GIS.
- Bands Interleaved by Pixels (BIP): óptimo para acceder a la información espectral de la imagen.
- Bands SeQuential (BSQ): óptimo para acceder a la información espacial de la imagen o información para un color o banda espectral en particular.
Estructura de los formatos
Tipos de escritura
Tipos de Codificación
Está relacionado a la resolución radiométrica.
Recordatorio
Valores radiométricos de una imagen
| Bits | Valores | Intervalo |
|---|---|---|
| 2 Bits | \(2^2 =\) 4 | (\(0 \backsim\) 3) |
| 4 Bits | \(2^4 =\) 16 | (\(0 \backsim\) 15) |
| 8 Bits | \(2^8 =\) 256 | (\(0 \backsim\) 255) |
| 16 Bits | \(2^{16} =\) 6.5536^{4} | (\(0 \backsim\) 6.5535^{4}) |
| 32 Bits | \(2^{32} =\) 4.2949673^{9} | (\(0 \backsim\) 4.2949673^{9}) |
Tipos de codificación
Se utiliza por lo general:
ASCII: Es un estándar de codificación de caracteres para la comunicación electrónica. Los códigos ASCII representan texto en computadoras, equipos de telecomunicaciones y otros dispositivos. La mayoría de los esquemas de codificación de caracteres modernos se basan en ASCII.
Binario: Es un tipo de código, consiste en un sistema de unos y ceros, diseñado para representar un valor «verdadero» o «falso» en operaciones lógicas. Por ejemplo, dos bits tienen cuatro estados. Ambos pueden estar apagados, ambos pueden estar encendidos o uno puede estar apagado y el otro puede estar encendido.
Funciones de tratamiento digital
Operaciones generales.
Corrección radiométrica y geométrica.
Realces del contrastre.
Filtros.
Transformaciones.
Clasificación.
Detección de cambios.
Análisis de texturas.
Utilidades de la visualización
Ampliar / reducción de la imagen.
Obtener coordenadas y valores de ND.
Digitalizar vectores sobre la imagen.
Desplazarse en varias escalas.
Superposición de vectores y gráficos.
Referencias
Escuela de Ciencias Geográficas, UNA.